Конвертирование исходного текста программ для станков с ЧПУ из одной системы программирования в другую

Пояснительная записка к дипломной работе на тему «Конвертирование исходного текста программ для станков с ЧПУ из одной системы программирования в другую» оформлена на 100 листах, содержит 38 рисунков, 19 таблиц.
Целью данной работы является разработка системы, которая бы повышала коэффициент полезного действия программистов по станкам с числовым и программным управлением (ЧПУ), которое заключается в автоматизированном переводе исходного текста программ станков с ЧПУ в различные системы программирования.
Для написания соответствующего программного обеспечения были досконально изучены материалы по программированию станков с ЧПУ различных систем, в частности: Маяк, Синумерик, Вм.
В результате проделанной работы было разработано программное обеспечение для анализа программ их автоматического пересчёта и конвертирования, а так же исправление основных ошибок в тексте, последовательной нумерации кадров, удаление пустых строк и пробелов.
На сегодняшний день существует большое количество программных продуктов, предоставляющих возможность конвертирования программного текста. Однако эти программы сложны в настройке и эксплуатации, либо стоимость их непомерно велика.
Разработанное программное обеспечение постоянно находится в разработке, добавляются новые возможности конвертирования, а так же по мере использования программы устраняются чисто человеческие ошибки программиста.
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СОКРАЩЕНИЙ, СИМВОЛОВ И СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕРМИНОВ С ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯМИ
ЧПУ – станки с числовым и программным управлением
ПО – программное обеспечение
ОС – операционная система
ЭВМ – электронно – вычислительная машина
ВТ – вычислительная техника
ВВЕДЕНИЕ
Научно-технический прогресс - это непрерывный процесс открытия новых знаний и применения их в общественном производстве, позволяющий по-новому соединять и комбинировать имеющиеся ресурсы в интересах увеличения выпуска высококачественных конечных продуктов при наименьших затратах. От научно-технического потенциала страны во многом зависит и научно-производственный потенциал ее национальных фирм и предприятий, их способность обеспечивать высокий уровень и темпы НТО, их "выживаемость" в условиях конкурентной борьбы. Научно-технический потенциал страны создается как усилиями национальных научно-технических организаций, так и использованием мировых достижений науки и техники. Анализ и оценка этого потенциала позволяет сделать выводы об уровне экономического развития страны и ее отраслей, о степени ее научно-технической самостоятельности, о возможностях ее экономического и научно-технического сотрудничества.
В наше время производсво не может обойтись без станков с ЧПУ. Хотя они дороги и сложны в эксплуатации, но не заменимы в технологии производства на современных предприятиях.
На производстве очень много станков ЧПУ различных модификаций и возможностей. На нашем производстве используется 3 системы программирования ВМ, МАЯК и Синумерик. Используется общеизвестная программа Unigraphics – это графический редактор, в котором отрисовывается деталь, который затем генерирует (текст программы) для системы Синумерик. Программа Наладчик регенерирует код из системы Синумерик на МАЯК или ВМ. Ни какой графики в написанной программе нет. Графических редакторов много и в написании очередного нет необходимости.
В начале программа задумывалась, как программа для работы только в условиях конкретного производства, но по мере роста, как объёма программы, так и её функциональности решено написать документацию к ней и выпустить на просторы Интернета.
Программа называется Наладчик 1.6.1 , на сегодняшний день это последняя полностью протестированная и работоспособная версия программы.
1. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОН ВЕРТИРОВАНИЯ ИСХОДНОГО ТЕКСТА ПРОГРАММ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ
1.1. Обоснование целесообразности разработки системы автоматического конвертирования текста исходных программ для станков с ЧПУ
1.1.1. Назначение системы
Система автоматического конвертирования предназначена для обработки текстовых программ для станков с ЧПУ их последующего пересчёта в различные системы программирования. В результате обработки полностью или частично исключается правка программы вручную, уменьшается до минимума человеческий фактор (ошибки) в написании программ.
1.1.2. Характеристика функциональной структуры системы
Обработка текста состоит из следующих методов:
- подсистема выбора метода конвертирования. Позволяет задать один из алгоритмов метода пересчёта в зависимости от выбора программиста.
- подсистема оптимизации разработана для удаления пустых строк, лишних пробелов и поочерёдной нумерации кадров в тексте программы, который уменьшает размер исходного текста и увеличивает его читаемость.
- в подсистеме анализа работает алгоритм автоматического исправления ошибок функций захода G41 и G42, что способствует правильной отработке станком заходов, как на радиус, так и на линейную координату, а так же пересчёт радиусов по функциям G2, G3 (круговая интерполяция).
- подсистема конвертирования реализует пересчет координат с заданным алгоритмом обработки.
1.1.3. Обоснование цели создания системы
Задачи конвертирования текста программ для станков с ЧПУ имеют широкий спектр, по крайней мере, на Российских предприятиях. Сейчас очень много различных программ для станков ЧПУ, в том числе и графических. В которых при построении графического образа детали программа выдаёт текст для станков ЧПУ. Однако это ПО не российского производства и рассчитано для станков последнего поколения. Однако, как водица в России, оборудование в основном на предприятиях старое, но вполне рабочее. В связи с этим возникла ситуация когда программист, сгенерировав программный текст в графических редакторах, пересчитывал его вручную на наши отечественные станки старого производства. Это занимало очень много времени и возрастала вероятность чисто «человеческих» ошибок.
Целью данной работы явилась разработка, внедрение и сопровождение
такой программы, которая могла бы заменить рутинный труд программиста по пересчёту исходного текста и исправления ошибок.
1.1.4. Обоснование состава автоматизируемых задач
Реализация программы «Наладчик» позволит интегрировать в едином интерфейсе все этапы обработки исходного текста:
- конвертирование исходного текста программ;
- исправление ошибок программирования;
- приведение текста к более читабельному виду;
- уменьшение размера программы.
Функциональная схема программы конвертирования «Наладчик»
Рис. 1
1.2. Аналитический обзор
Текстовый редактор TechEdit 2.1.1 относится к разряду специального ПО. С его помощью можно автоматизировать процесс разработки программ для ЧПУ. C помощью TechEdit можно преобразовать историю команд Autocad (история команд, содержащая координаты выделенных точек) в черновой вариант программы для ЧПУ, а затем с помощью функций TechEdit провести преобразования координат и их значений, чистку программы от ненужных символов и автоматическую нумерацию кадров. TechEdit забирает на себя многие рутинные повторяющиеся операции с текстом программы, хотя конечно, к сожалению, не избавляет разработчика от сложного интеллектуального труда. TNR TechEdit успешно используется на Стахановском вагоностроительном заводе уже в течении 2-х лет.
Рис.1.1
Программа TechEdit 2.1.1 по сути является текстовым редактором и не имеет функций конвертирования. /http://tnr.kulichki.com/techedit/te.html/
Графический редактор T-FLEX
Программа, предназначенная для создания управляющих программ (УП) на оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ). Программа T-FLEX ЧПУ поддерживает различные типы систем управления 2D, 2,5D, 3D и 5D и разделена на две независимые системы T-FLEX ЧПУ 2D и T-FLEX ЧПУ 3D.
Программа подготовки УП для станков с ЧПУ T-FLEX ЧПУ является встраиваемым модулем для САПР T-FLEX CAD и фукционирует исключительно совместно с ней. Таким образом, получается полноценное CAD/CAM-решение /www.tflex.ru/.
Данный подход обеспечивает:
- полную ассоциативность конструкторско-технологических данных (однажды созданная траектория обработки будет автоматически перестраиваться после изменения геометрии детали);
- единство интерфейсов (пользователь, знакомый с принципами работы в T-FLEX CAD , без труда овладеет программой подготовки УП для станков с ЧПУ T-FLEX ЧПУ );
- всё богатство инструментария конструкторской системы для доработки технологом приходящей информации под свои нужды (ведь не секрет, что геометрию детали приходится каким-либо образом дорабатывать, например, пересчитать геометрию детали в середину поля допуска, а конструкторская система может сделать это автоматически).
Программа подготовки УП для станков с ЧПУ T-FLEX ЧПУ – гибко настраиваемая система, построенная по модульному принципу (к базовому модулю можно подключать любой набор методов обработки).
Программа многофункциональна и сложна в эксплуатации.
1.3. Основные требования к системе
1.3.1. Основные цели создания системы и критерии эффективности её функционирования
Создание программы конвертирования текста позволяет автоматизировать процесс пересчёта программ для станков с ЧПУ в различные системы программирования в любой последовательности. Удобный и простой интерфейс, а так же необходимый минимум настроек обеспечивают полное взаимопонимание «человек – компьютер».
1.3.2. Функциональное назначение системы
Автоматизация процесса конвертирования исходного текста программ для станков с ЧПУ подразумевает реализацию в системе определённых средств и функций. Следует выделить ряд функциональных особенностей, которыми обладает программа:
- возможность автоматического и ручного редактирования;
- гибкие настройки программы;
- возможность выбора режима пересчёта;
- расчёт, как относительных, так и абсолютных размеров;
- автоматическое исправление ошибок в тексте;
- выбор цвета и размера шрифта в процессе редактирования;
- возможность печати содержимого поля редактирования;
- корректировка захода инструмента на эквидистанту контура детали;
- режим поиска и замены;
- преобразование к верхнему регистру всего текста программы.
1.3.3. Особенности программы и условия её эксплуатации
При работе с программой «Наладчик» ни каких особых требований не выдвигается. Файлы, обрабатываемые программой, должны быть в текстовом формате. Файлы могут быть любого объёма – это зависит только от оперативной памяти компьютера и поддерживаемой памятью программы блокнот.
1.3.4. Требования к функциональной структуре
Построение программы конвертирования исходного текста программ для станков с ЧПУ предполагает модульную структуру. Общий интерфейс и возможность доступа ко всем модулям в составе системы обеспечивает оболочка. Из оболочки программы вызываются следующие модули: подсистема выбора метода конвертирования, подсистема оптимизации, подсистема анализа, подсистема конвертирования.
Подсистема выбора метода конвертирования служит для выбора системы программирования, в которую будет, осуществятся пересчёт. Подсистема располагает графическим интерфейсом выбора. Результатом является выбранная система пересчёта.
Подсистема оптимизации текста программы выполняет функции: удаление пробелов (для уменьшения размера программы), нумерации кадров и удаление пустых строк (для лучшей читабельности). Результатом является оптимизированный программный текст.
Подсистема конвертирования преобразует исходные координаты к заданным. Результатом работы являются преобразованные данные.
Подсистема анализа реализует перерасчёт и проверку правильности заданных координат при заходе фрезы на эквидистанту контура обрабатываемой детали, а так же проверку и при необходимости пересчёт заданной круговой интерполяции (G2, G3). Результатом является полностью готовый и преобразованный программный текст для станков с ЧПУ.
1.3.5. Требования к техническому обеспечению
Программа обработки исходного текста не требует особых ресурсов от компьютера. Программный продукт работает уже не первый год и доведена практически до идеала по скорости обработки и затрачиваемым компьютером ресурсам. Чем выше частота процессора, тем быстрее происходит конвертирование программного текста. Требования приведены в таблице 1.
Таблица 1
Технические характиристики персонального компьютера
Вид устройства Характеристика
процессор 486 и выше
оперативная память от 32 мб и выше
разрешение экрана 800х600 и более
операционная система Windows 98, XP, Vista
1.3.6. Требования к информационному обеспечению
Программа конвертирования предназначена только для работы с файлами в текстовом формате. В другом формате работы программа не тестировалась, и могут быть непредсказуемые результаты вплоть до зависания компьютера. Программный продукт ориентирован на опытного человека в области программирования станков с ЧПУ (наладчика либо программиста). Ввод заведомо не верных данных (координат (букв) не предусмотренных в программировании станков) приведёт к игнорированию программой этих значений.
1.3.7 Требования к программному обеспечению
Программу целесообразно использовать для функционирования под операционной системой семейства Windows, так как ОС данного класса наиболее широко распространены в современном мире. Платформой для разработки выбрано Delphi7. Эта среда поддерживает алгоритмический язык ObjectPascal и обладают при этом возможностями быстрой разработки и проектирования визуальных интерфейсов, что особенно важно при работе с любой информацией.
1.4. Основные технические решения проекта системы
1.4.1. Решение по комплексу технических средств
Как уже отмечалось в п. 1.3.5 «Требования к техническому обеспечению», для достижения удобного пользователю режима функционирования системы необходимо следующая минимальная конфигурация персонального компьютера: частота процессора 486 МГц, объем оперативной памяти 32 Мб, монитор, поддерживающий разрешение 800х600 точек. Также желательно наличие следующих периферийных технических средств: чёрно – белый лазерный принтер для вывода на печать результатов обработки текста.
1.4.2. Описание системы программного обеспечения
Для реализации и функционирования проекта необходимо следующее программное обеспечение: ОС Windows 98, XP, Vista в основе, которой лежит ядро, характеризуемое 32-разрядной вычислительной архитектурой и полностью защищенной моделью памяти, что обеспечивает надежную вычислительную среду.
Разработка программы «Наладчик» и ее подсистем будет вестись с использованием среды для разработки приложений BorlandDelphi 7. Среды разработки включают в себя высокопроизводительный 32-битный компилятор, что позволяет оптимизировать создаваемый код. В состав каждой среды включен обширный набор средств, которые повышают производительность труда программистов и сокращают продолжительность цикла разработки. Удобство разработки и эффективность созданных в данных средах разработки программ делают их оптимальным выбором для построения конвертирующей системы, какой является программа «Наладчик».
2. РАЗРАБОТКА ЗАДАЧИ «Конвертирование исходного текста программ для станков с ЧПУ»
2.1. Описание постановки задачи
2.1.1. Характеристика задачи
Стоит отметить, что текст программы должен быть написан синтаксически правильно. Программа, конечно исправит некоторые не правильно написанные координаты (их значение), но писавший должен быть профессионал в своём деле и допускать, как можно меньше ошибок программирования.
Для уменьшения размера обрабатываемой текстовой программы были ведены такие функции как: удаление пустых строк, пробелов и для наглядности упорядоченная нумерация кадров.
Таким образом, задача обработки текста программ для станков с ЧПУ может быть разбита на несколько подзадач:
- разработка алгоритмов реализующих конвертирование исходных текстов программ;
- разработка алгоритма исправления ошибок программирования;
- разработка и реализация алгоритмов способствующих уменьшению объёма программы и одновременно увеличение читабельности текста.
2.1.2. Входная информация
Входной информацией для задачи является файл *.тхт полученный после обработки, либо в графической программе, либо набранный в ручную.
2.1.3. Выходная информация
Выходной информацией задачи является файл *.тхт обработанный заданным методом обработки.
2.1.4. Математическая простановка задачи
Следует отметить, что вся машинная арифметика основывается на декартовой системе координат, где X, Y, Z– основные программные координаты, I, J, K– дополнительные (при расчёте круговой интерполяции и заходов на эквидистанту обрабатываемого контура). Координата A – поворотное устройство.
Рис. 2.1
2.1.4.1. Математическая постановка задачи ПК – Маяк
Расчёт радиусов по G2, G3 (круговой интерполяции)
Эта задача предназначена для пересчёта круговой интерполяции и заходов на эквидистанту контура детали.
Алгоритм расчёта радиусов основан на расстоянии удаления точки центра радиуса от начальной точки радиуса (в относительной системе исчисления) и от ноля детали до центра радиуса (в абсолютной системе исчисления).
На рис. 2.2 изображен эскиз обрабатываемой детали (контура).
Рис. 2.2
Линии aи bотображают разницу расчётов радиусов при программировании системы Вм и Маяк.
Линия со стрелкой a система Маяк (абсолютная система).
Линия со стрелкой b система Вм (относительная система).
Формула пересчёта радиусов.
I – значение Iкоординаты в обрабатываемом кадре.
J – значение Jкоординаты в обрабатываемом кадре.
X_pred – значение координаты Xв предыдущем кадре.
Y_pred – значение координаты Yв предыдущем кадре.
I = X_pred + I;
J = Y_pred + J
Результаты приведены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты обработки
Входные данные Выходные данные
N1 G0 X0 Y0
N1 X10 Y10 F100
N1 G42 D30 X17.59 Y18.83
N1 G1 X47.59
N1 G3 X47.59 Y40.83 I0 J11
N1 G1 X17.59
N1G0X0Y0
N2X10.Y10.F100
N3G42D30X17.59Y18.83I30.J0
N4G1X47.59
N5G3X47.59Y40.83I47.59J29.83
N6G1X17.59
Как мы видим, нумерация кадров в обработанной программе восстановилась, лишние пробелы удалены.
В кадре N2 расставлены пропущенные точки (таков синтаксис программы обработки для станков с ЧПУ).
В кадре N3 рассчитаны и добавлены недостающие координаты захода.
В кадре N5 пересчитаны координаты Iи Jв соответствии с заданным методом обработки.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию